JP2006123436A - 水溶性糊を用いた接着方法、および接着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低減という観点から、樹脂含浸紙からなる鋸刃に代えて、普通紙からなる鋸刃を用い、普通紙の鋸刃を水溶性の糊でカートンに超音波接着する場合などにおいて、その水溶性の糊の塗布、乾燥、超音波接着という一連の作業を効率よく行なうことを可能とする、水溶性糊を用いた接着方法とその接着構造を提供することにある。
【解決手段】普通紙からなるカートン２−１に対し普通紙からなる鋸刃３−１を水溶性の糊４で接着する際は、鋸刃の接着予定面Ａに、水溶性の糊４を霧状に散点塗布し、この散点塗布した糊の乾燥後に、鋸刃とカートンの両接着予定面Ａ、Ｂどうしを互いに対向させ、この状態で、鋸刃とカートンをその厚さ方向に加圧し、これと同時に、鋸刃と、カートンと、その鋸刃とカートンの間に介在する乾燥した糊とに超音波または高周波を付与することで、鋸刃とカートンとを接着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、普通紙からなる２つの紙素材、例えばカートンと鋸刃を水溶性の糊で超音波接着する接着方法とその接着構造に関し、特に、水溶性の糊の塗布、乾燥、超音波接着という一連の作業を効率よく行なえるようにしたものである。

特許文献１には、図３に示すような鋸刃２−１付きカートン３−１が記載されている（同文献の図７参照）。同図のカートン３−１の内部にはロール状に巻き取られたアルミホイル等が収容されている。そして、このカートン３−１の内部からアルミホイル等を引き出して使用するときは、同カートン３−１に付属の前記鋸刃２−１で、その引き出したアルミホイル等をカットできるようにしている。

ところで、従来、この種の鋸刃２−１をカートン３−１に接着する場合には、鋸刃２−１を樹脂含浸紙で形成するとともに、この樹脂含浸紙の鋸刃２−１を接着剤と超音波でカートン３−１に接着している。このような超音波を利用した接着（以下「超音波接着」という）は、超音波のエネルギーで樹脂含浸紙中の樹脂を溶かし、この溶けた樹脂により鋸刃２−１とカートン３−１を溶着固定するというものである（特許文献１の段落００１４、００１７〜００２３参照）。

しかし、樹脂含浸紙は樹脂を含まない普通紙に比べて高価である。上記のような従来の鋸刃２−１の接着方法にあっては、超音波のエネルギーで鋸刃２−１を形成する樹脂含浸紙中の樹脂を溶かすことにより、その鋸刃２−１をカートン３−１側に溶着固定する樹脂接着方式を採るから、鋸刃２−１を高価な樹脂含浸紙で形成する必要があり、カートン３−１全体の製造コストが高くならざるを得ない。

例えば、普通紙で鋸刃を形成した場合と樹脂含浸紙で鋸刃を形成した場合とで鋸刃の製造コストを比較すると、普通紙の鋸刃は約５銭程度で済むが、樹脂含浸紙の鋸刃は約２円となり、樹脂含浸紙の鋸刃を用いると、カートン全体の製造コストが高くなるという問題点がある。

特開平８−１７４７２０号公報

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造コストの低減という観点から、例えば樹脂含浸紙からなる鋸刃に代えて、普通紙からなる鋸刃を用い、普通紙の鋸刃を水溶性の糊でカートンに超音波接着する場合などにおいて、その水溶性の糊の塗布、乾燥、超音波接着という一連の作業を効率よく行なうことを可能とする、水溶性糊を用いた接着方法とその接着構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る水溶性糊を用いた接着方法は、普通紙からなるカートンに対し普通紙からなる鋸刃を水溶性の糊で接着する方法であって、上記鋸刃とカートンのうち、少なくともいずれか一方の接着予定面に、上記水溶性の糊を霧状に散点塗布し、上記散点塗布した糊の乾燥後に、上記鋸刃と上記カートンの両接着予定面どうしを互いに対向させ、この状態で、上記鋸刃と上記カートンをその厚さ方向に加圧し、これと同時に、上記鋸刃と、上記カートンと、その鋸刃とカートンの間に介在する上記乾燥した糊とに超音波または高周波を付与することで、上記鋸刃とカートンとを接着することを特徴とするものである。

本発明に係る水溶性糊を用いた接着構造は、普通紙からなるカートンに対し普通紙からなる鋸刃を水溶性の糊で接着する構造であって、上記鋸刃とカートンのうち、少なくともいずれか一方の接着予定面に、上記水溶性の糊が霧状に散点塗布されるとともに、この散点塗布した糊の乾燥後に、上記鋸刃と上記カートンの両接着予定面どうしを互いに対向させ、この状態で、上記鋸刃と上記カートンをその厚さ方向に加圧し、これと同時に、上記鋸刃と、上記カートンと、その鋸刃とカートンの間に介在する上記乾燥した糊とに超音波または高周波を付与することで、上記鋸刃とカートンとが接着されてなることを特徴とするものである。

本発明に係る水溶性糊を用いた接着方法、および接着構造では、鋸刃とカートンがその間に介在する乾燥した糊で瞬間接着される。この瞬間接着の原理は、次の通りと考えられる。すなわち、鋸刃、カートン、および、鋸刃とカートンの間に介在する乾燥した糊に対して超音波または高周波が付与されると、鋸刃、カートン、および、鋸刃とカートンの間に介在する乾燥した糊が瞬間的に加熱されて高温になる。そうすると、乾燥した糊が鋸刃やカートンを構成する普通紙中の含有水分を吸収して瞬間的に溶け、これと略同時に、その溶けた糊が鋸刃やカートンを構成する普通紙の表面構成繊維中に毛管現象で吸い込まれる。このようにして吸い込まれた糊が超音波または高周波で加熱され瞬間的に再乾燥するため、鋸刃とカートンが瞬間接着されるというものである。

上述した本発明に係る水溶性糊を用いた接着方法、および接着構造は、いずれも、普通紙からなるカートンと鋸刃を水溶性の糊で接着する場合を想定したものであるが、本発明は、カートンや鋸刃以外の普通紙からなる２つの紙素材を水溶性の糊で接着する場合に広く適用される。

要するに、本発明に係る水溶性糊を用いた接着方法は、普通紙からなる２つの紙素材を水溶性の糊で接着する方法であって、上記２つの紙素材のうち、少なくともいずれか一方の紙素材の接着予定面に、上記水溶性の糊を霧状に散点塗布し、上記散点塗布した糊の乾燥後に、上記２つの紙素材の両接着予定面どうしを互いに対向させ、この状態で、上記２つの紙素材をその厚さ方向に加圧し、これと同時に、上記２つの紙素材と、この２つの紙素材間に介在する上記乾燥した糊とに超音波または高周波を付与することで、上記２つの紙素材を接着することを特徴とするものである。

また、本発明に係る水溶性糊を用いた接着構造は、普通紙からなる２つの紙素材を水溶性の糊で接着する構造であって、上記２つの紙素材のうち、少なくともいずれか一方の紙素材の接着予定面に、上記水溶性の糊が霧状に散点塗布されるとともに、この散点塗布した糊の乾燥後に、上記２つの紙素材の両接着予定面どうしを互いに対向させ、この状態で、上記２つの紙素材をその厚さ方向に加圧し、これと同時に、上記２つの紙素材と、この２つの紙素材間に介在する上記乾燥した糊とに超音波または高周波を付与することで、上記２つの紙素材が接着されてなることを特徴とするものである。

上記のような本発明に係る水溶性糊を用いた接着方法、および接着構造では、いずれも２つの紙素材がその間に介在する乾燥した糊で瞬間接着される。尚、この瞬間接着の原理は、上述した鋸刃とカートンの瞬間接着の原理と同様であるため、その詳細説明は省略する。

上記本発明において「普通紙」というときは、紙中に接着用の樹脂を含浸するもの（樹脂含浸紙）とか、紙の表面に接着用の樹脂をラミネートしたもの（樹脂ラミネート紙）等のように、接着専用の樹脂を含まない紙を意味するものとする。かかる接着専用の樹脂を含まない紙はすべて本発明における「普通紙」の概念に含まれるものとする。これらのことは以下の説明でも同様である。

本発明にあっては、水溶性の糊を霧状に散点塗布する構成を採用したので、塗布した糊の乾燥時間が大幅に短縮される。このため、普通紙からなる２つの紙素材、例えば鋸刃とカートンを水溶性の糊で超音波接着する場合において、その糊の塗布、乾燥、超音波接着という一連の作業を効率よく短時間で行なうことが可能となる。特に、塗布した糊が速く乾燥するので、超音波接着を行なう機械の前段に、糊の塗布や乾燥を行なう機械を組み入れやすく、糊の塗布、乾燥、超音波接着という一連の作業の全自動化を図るのに好適である。

さらに、本発明にあっては、上述の原理で普通紙からなる２つの紙素材、例えば鋸刃とカートンが水溶性の糊で瞬間接着される。このため、外力で２つの紙素材がずれることなく強く接着されるようにするための所要時間は瞬間で済むから、２つの紙素材が外力でずれることなく強く接着まで、外力が加わらないようにその２つの紙素材を保持する時間は殆どなく、この点でも、塗布、乾燥、超音波接着という一連の作業を効率よく短時間で行なうことが可能であるとともに、その一連の作業の全自動化に好適である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る接着方法が適用される超音波接着機の説明図、図２は、鋸刃の接着予定面に水溶性の糊を霧状に散点塗布した状態の説明図である。

図１の超音波接着機１は、超音波と加圧により、普通紙からなる２つの紙素材２、３を水溶性の糊４で接着する機械であって、その超音波の出力と加圧の手段として、受け台５とホーン６を有している。

受け台５は、図示しない機械ベース上に取り付け固定されている。また、この受け台５はその上面部分が接着作業面５ａとして構成されている。受け台５の接着作業面５ａ上には、普通紙からなる２つの紙素材２、３、例えば、ロール状に巻き取られたアルミホイル等を収容するための普通紙製のカートン２−１と、アルミホイル等をカットするための普通紙製の鋸刃３−１が供給セットされる。

２つの紙素材２、３としてカートン２−１と鋸刃３−１を接着する場合には、カートン２−１は、箱型に組み立てられる前の状態（図３（ａ）参照）、すなわち箱を展開した１枚のシートの状態で、受け台５の接着作業面５ａ上に供給セットされるとともに、その展開されたシート状のカートン２−１の上に重ねて、鋸刃３−１が供給セットされる。

受け台５の接着作業面５ａに供給セットされる２つの紙素材２、３のうち、一方の紙素材３（鋸刃３−１）の接着予定面Ａには、図２のように、その供給セットの前にあらかじめ、水溶性の糊４が霧状に散点塗布される。そして、この霧状に散点塗布した水溶性の糊４が略完全に乾燥した状態となって接着予定面Ａに固着しているものとする。

２つの紙素材２、３としてカートン２−１と鋸刃３−１を接着する場合には、例えば図１のように、カートン２−１と鋸刃３−１のうち、鋸刃３−１の接着予定面Ａに、水溶性の糊４が霧状に散点塗布される。そして、この霧状に散点塗布した水溶性の糊４が略完全に乾燥した状態となって接着予定面Ａに固着しているものとする。

尚、水溶性の糊４は、一方の紙素材３（鋸刃３−１）の接着予定面Ａだけでなく、これに加えて更に、他方の紙素材２（カートン２−１）の接着予定面Ｂにも霧状に散点塗布する、または、当該他方の紙素材２（カートン２−１）の接着予定面Ｂのみに霧状に散点塗布するようにしてもよい。

本実施形態では、接着予定面ＡまたはＢへの水溶性の糊の塗布形態として、上記のような霧状の散点塗布という形態を採用したので、水溶性の糊は、その塗布後２分〜３分程度で、略完全に乾燥する。尚、この糊の乾燥時間は、水溶性の糊として、サイビノールＤＢ−５００（サイデン化学株式会社、製品名）を用いるとともに、糊の乾燥に特別の手段を何も用いない、いわゆる自然乾燥を行なったときの事例であるが、これ以外の水溶性の糊でも、本実施形態のような霧状の散点塗布を採ることにより、２分〜３分程度で略完全に乾燥することが想定される。

ホーン６は、上記のように供給セットされる２つの紙素材２、３を挟んで、上記受け台５の接着作業面５ａと対向する位置側に配置される。そして、このホーン６からは、上記受け台５の接着作業面５ａ方向に向かって、超音波が出力される。ホーン６からの超音波の出力時間は０．２秒〜０．３８秒の範囲内である。ホーン６から超音波を出力するための回路等は周知のものが適用される。

上記のような構造からなるホーン６と受け台５は、その間に供給セットされた２つの紙素材２、３を加圧する手段として機能する。このホーン６と受け台５による加圧は、ホーン６と受け台５が相対的に接近して２つの紙素材２、３をその厚さ方向に加圧するものである。

図１の超音波接着機１においては、前記加圧手段の具体的な構成として、シリンダ７内のピストン（図示省略）とホーン６とをロッド８で連結するとともに、そのピストンの進退動作により、ロッド８を介してホーン６を受け台５に接近させる機構を採っているが、これに限定されることはない。この種の加圧手段の具体的な構成としては、例えば、前記と同様の機構若しくは他の機構で、受け台５をホーン６に向かって接近させる、あるいはホーン６と受け台５の双方を互いに接近させるように構成してもよい。

次に、図１の超音波接着機１を使用してカートン２−１（紙素材２）と鋸刃３−１（紙素材３）を接着する際の作業手順と超音波接着機１の動作について説明する。

カートン２−１と鋸刃３−１を接着する際は、まず、段取り作業として、鋸刃３−１の接着予定面Ａに水溶性の糊４を霧状に散点塗布し、この霧状に散点塗布した糊４を乾燥させる。そして、糊４の乾燥後に、カートン２−１と鋸刃３−１を超音波接着機１に供給する。

このとき、カートン２−１と鋸刃３−１は、その両接着予定面Ａ、Ｂどうしが互いに対向するように重ねて、受け台５の接着作業面５ａに供給セットされる。この供給セットが完了すると、シリンダ７の作動によりホーン６が受け台５に接近し、ホーン６と受け台５とによりカートン２−１と鋸刃３−１がその厚さ方向に加圧される。これと同時に、ホーン６から超音波が出力される。この出力された超音波は、鋸刃３−１と、カートン２−１と、その鋸刃３−１とカートン２−１との間に介在する乾燥した糊４とに付与される。このような加圧と超音波により、鋸刃３−１とカートン２−１がその間に介在する乾燥した糊４により瞬間接着される。乾燥した糊４による瞬間接着の原理は、次のように考えられる。

鋸刃３−１、カートン２−１、および、鋸刃３−１とカートン２−１の間に介在する乾燥した糊４に対して超音波が付与されると、鋸刃３−１、カートン２−１、および、鋸刃３−１とカートン２−１の間に介在する乾燥した糊４が瞬間的に加熱されて高温になる。そうすると、乾燥した糊４が鋸刃３−１やカートン２−１を構成する普通紙中の含有水分を吸収して瞬間的に溶け、これと略同時に、その溶けた糊４が鋸刃３−１やカートン２−１を構成する普通紙の表面構成繊維中に毛管現象で吸い込まれる。このようにして吸い込まれた糊４が超音波で加熱され瞬間的に再乾燥するため、鋸刃３−１とカートン２−１が瞬間接着されると考えられる。

上記説明した本実施形態の接着方法若しくは接着構造にあっては、水溶性の糊４を霧状に散点塗布する構成を採用したため、塗布した糊４の乾燥時間を大幅に短縮することできる。例えば、水溶性の糊４を接着予定面Ａに全面的に漏れなく塗布する、いわゆる従来のベタ塗り方式では、自然乾燥で糊４が略完全に乾燥するまで、約１５分〜２０分かかっていた。それに対し、本実施形態のように、水溶性の糊４を霧状に散点塗布する方式では、自然乾燥で約２分もあれば糊４は略完全に乾燥する。このため、上記のように超音波と加圧により鋸刃３−１とカートン２−１を水溶性の糊４で超音波接着する場合において、糊４の塗布、乾燥、超音波接着という一連の作業を効率よく短時間で行なうことが可能となる。特に、塗布した糊４の乾燥時間が２〜３分と早いので、超音波接着機１の前段に、糊４の塗布や乾燥を行なう機械を組み入れやすく、糊４の塗布、乾燥、超音波接着という一連の作業の全自動化を図るのに好適である。

さらに、本実施形態の接着方法若しくは接着構造によると、上述の原理によって、鋸刃３−１とカートン２−１が水溶性の糊４で瞬間接着される。このため、外力で鋸刃３−１とカートン２−１がずれることなく強く接着されるようにするための所要時間は瞬間で済むから、鋸刃３−１とカートン２−１が外力でずれることなく強く接着まで、外力が加わらないように鋸刃３−１とカートン２−１を保持する時間は殆どなく、この点でも、塗布、乾燥、超音波接着という一連の作業を効率よく短時間で行なうことが可能であるとともに、その一連の作業の全自動化に好適である。

尚、上記実施形態では、鋸刃３−１、カートン２−１、および、鋸刃３−１とカートン２−１の間に介在する乾燥した糊４に対して超音波を付与する構成例について説明したが、超音波に代えて、高周波を付与する構成例でも、超音波の場合と同様な上記作用効果が得られる。尚、高周波を付与する構成を採用する場合は、超音波出力用のホーン６に代えて、高周波を発振する高周波発振子を適用すればよい。

また、上記実施形態では、普通紙製の鋸刃３−１とカートン２−１を水溶性の糊４で超音波接着する場合について説明したが、本発明は、鋸刃３−１やカートン２−１以外の普通紙からなる２つの紙素材を水溶性の糊で超音波接着する場合に広く適用することができる。

図１は本発明に係る接着方法が適用される超音波接着機の説明図であって、同図中（ａ）は超音波接着機の正面図、図中（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図である。 鋸刃の接着予定面に水溶性の糊を霧状に散点塗布した状態の説明図。 図３は鋸刃付きカートンの説明図であって、同図中（ａ）は箱型に組み立てられる前の鋸刃付きカートンの展開図、同図中（ｂ）は（ａ）の展開状態から組み立てられた鋸刃付きカートンの斜視図である。

符号の説明

１ 超音波接着機
２ 紙素材
２−１ カートン
３ 紙素材
３−１ 鋸刃
４ 水溶性の糊
５ 受け台
５ａ 接着作業面
６ ホーン
７ シリンダ
８ ロッド
Ａ、Ｂ 接着予定面

Claims (4)

1. 普通紙からなるカートンに対し普通紙からなる鋸刃を水溶性の糊で接着する方法であって、
   上記鋸刃とカートンのうち、少なくともいずれか一方の接着予定面に、上記水溶性の糊を霧状に散点塗布し、
   上記散点塗布した糊の乾燥後に、上記鋸刃と上記カートンの両接着予定面どうしを互いに対向させ、この状態で、上記鋸刃と上記カートンをその厚さ方向に加圧し、これと同時に、上記鋸刃と、上記カートンと、その鋸刃とカートンの間に介在する上記乾燥した糊とに超音波または高周波を付与することで、上記鋸刃とカートンとを接着する
   ことを特徴とする水溶性糊を用いた接着方法。
2. 普通紙からなるカートンに対し普通紙からなる鋸刃を水溶性の糊で接着する構造であって、
   上記鋸刃とカートンのうち、少なくともいずれか一方の接着予定面に、上記水溶性の糊が霧状に散点塗布されるとともに、この散点塗布した糊の乾燥後に、上記鋸刃と上記カートンの両接着予定面どうしを互いに対向させ、この状態で、上記鋸刃と上記カートンをその厚さ方向に加圧し、これと同時に、上記鋸刃と、上記カートンと、その鋸刃とカートンの間に介在する上記乾燥した糊とに超音波または高周波を付与することで、上記鋸刃とカートンとが接着されてなる
   ことを特徴とする水溶性糊を用いた接着構造。
3. 普通紙からなる２つの紙素材を水溶性の糊で接着する方法であって、
   上記２つの紙素材のうち、少なくともいずれか一方の紙素材の接着予定面に、上記水溶性の糊を霧状に散点塗布し、
   上記散点塗布した糊の乾燥後に、上記２つの紙素材の両接着予定面どうしを互いに対向させ、この状態で、上記２つの紙素材をその厚さ方向に加圧し、これと同時に、上記２つの紙素材と、この２つの紙素材間に介在する上記乾燥した糊とに超音波または高周波を付与することで、上記２つの紙素材を接着する
   ことを特徴とする水溶性糊を用いた接着方法。
4. 普通紙からなる２つの紙素材を水溶性の糊で接着する構造であって、
   上記２つの紙素材のうち、少なくともいずれか一方の紙素材の接着予定面に、上記水溶性の糊が霧状に散点塗布されるとともに、この散点塗布した糊の乾燥後に、上記２つの紙素材の両接着予定面どうしを互いに対向させ、この状態で、上記２つの紙素材をその厚さ方向に加圧し、これと同時に、上記２つの紙素材と、この２つの紙素材間に介在する上記乾燥した糊とに超音波または高周波を付与することで、上記２つの紙素材が接着されてなる
   ことを特徴とする水溶性糊を用いた接着構造。

Images